王家岭煤矿水文地质特征
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摘 要：以王家岭煤矿为例，结合矿区水文地质工作成果，对矿区地质特征及水文地质特征进行了详细分析，对于该矿井下水害防治，确保工作面安全开采有一定的参考价值。
关键词：煤矿开采;水文地质特征;安全开采;水害防治
1 矿区地质特征
王家岭煤矿井田赋存的地层由新到老为：第四系、新近系、三叠系、二叠系、石炭系、奥陶系。地层在本井田内发育稳定，产状平缓，而且部分上覆基岩零星出露于沟谷之中，山坡和山脊多被第三、第四系红土、黄土覆盖。地层总体上由东向西由老到新依次出露。石炭系中统本溪组、上统太原组、二叠系下统山西组，为本井田含煤地层。
1.1 山西组
该组为河流、三角洲相为主的含煤沉积。主要为灰白色砂岩、灰色粉、细砂岩、砂质泥岩，黑色炭质泥岩及煤层组成。主要可采煤层4号位于该组下部。该组厚度38.44～115.90m，平均65.65m。与下伏地层整合接触。
1.2 太原组
主要为黑灰色砂质泥岩、泥岩，灰白色中粗砂岩、粉细砂岩，灰色灰岩、泥灰岩及煤层组成，为一套海、陆交互相含煤沉积。该组共含煤8层，由上至下依次编号为5、6、7上、7、8、9、10、11号煤层，其中中部6～7号煤层间发育1～2层海相泥岩或泥灰岩，俗称“保德灰岩”（L2）。9号煤层位于该组中下段，全区普遍发育。
2 矿区水文地质特征
2.1 井田边界及其水利性质
井田东部以吕梁山脉与宁武煤田相隔，南部为河东煤田白家沟资源补偿项目详查区，东南部为泰安煤业公司煤矿，西部邻黄河与陕西神府煤田隔河相望，北部为神华集团神东公司保德煤矿。四周边界为人为边界，无隔水边界，含水层与周边井田存在水力联系。
2.2 含水层
①第四系孔隙含水层：广泛分布于垣、梁、峁丘陵区，覆于基岩或红土之上的中、上更新世黄土，由细粒的粉砂质粉土组成，虽然黄土孔隙较大，垂直裂隙也较发育，但受当地降水量小，而蒸发量较大等自然条件制约，因此黄土的含水极弱。
②第三系保德组砂岩裂隙、孔隙含水层：上部为棕红色粉质粘土，全区分布，富水性极弱。底部有一层钙质胶结的砾岩层，半胶结状，厚2～5m，含孔隙、裂隙。本组地层，底部普遍有一层冲积砂砾层或半胶结砾岩，厚3～20m。
③山西组砂岩裂隙含水层：该含水层是4号煤层直接充水含水层。4号煤层顶部砂岩段：含水层岩性为灰白色砾岩、中、粗砂岩有1～3层，总厚度5.22～26.24m，单层厚度2.50～11.96m;4号煤层底板砂岩段：岩性为中粒砂岩、粗粒砂岩，全区分布稳定，厚度为4.28-8.49m，该含水层富水性弱。
④太原组砂岩裂隙含水层：该含水层主要由砂岩、含砾粗砂岩组成，为砂岩裂隙承压水，岩石胶结致密，裂隙不甚发育，埋藏深，补给条件较差。含水层全区富水性弱。水位标高887～908m，由于矿井东部及东南部开采疏放水影响，太原组砂岩裂隙水流向自北西向南东。
⑤奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层：总体上，奥灰水位东南部高，向西北部逐渐降低，平均水位标高838m。上马家沟组含水层厚度约14m，富水性强;峰峰组含水层厚度约4.1m，富水性弱。
2.3 矿井充水条件
2.3.1 充水水源
王家岭为新建矿井，根据以往地质资料及矿井在建设生产过程中的情况，矿井内主要充水水源有大气降水、地表水、地下水。
①大气降水与地表水：根据县城气象资料，平均降水量410.0mm，春季偏少，主要集中在7、8、9月份。井田范围内发育有大小支沟共计60余条。沟谷内分布有一定数量的泉水，煤矿开采后，将可能改变地下水的天然流场，使大气降水及河水将沿煤矿开采形成的裂隙、孔隙进入矿井，成为矿坑水的来源之一。
②山西组砂岩裂隙含水层：含水层岩性以粗粒砂岩、中粒砂岩为主，垂向上分为4号煤层顶部砂岩和4号煤层底板砂岩二个含水层段，山西组砂岩胶结致密，节理裂隙少，砂岩的含水性极弱。
③太原组砂岩裂隙含水层：由砂岩、泥岩、泥灰岩及煤组成，系砂岩裂隙承压含水层，该含水层属弱富水含水层。是9号煤的直接充水含水层。但岩石胶结致密，裂隙不发育，埋藏深，补给条件差，含水性较弱。
④奥陶系中统碳酸盐岩岩溶裂隙含水层：奥灰顶板距离4号煤层底板115.82～157.05m，平均为135.42m。奥陶系石灰岩岩溶裂隙水水位标高838m，井田4号煤层各钻孔奥灰突水系数均小于臨界突水系数经验值0.06MPa/m。
2.3.2 充水通道
2.3.2.1 顶板采动裂缝带
4号煤层到地表厚度为230m-880m，远大于4号煤层导水裂隙带的高度78.41m，没有沟通地表。4号煤层到9号煤层的层间距为40m左右，9号煤层导水裂隙带的高度为61.60m，因此，开采9号煤层时的矿井涌水来自其顶板砂岩裂隙水及上部煤层采空区积水，对矿井开采有一定影响。
2.3.2.2 矿压扰动裂隙带
矿压扰动裂隙使底板有效隔水层变薄，可能会成为下伏奥陶系岩溶水冲入矿坑的通道。在正常地段，开采9号煤，按工作面长200m计算，底板破坏深度约为26.67m，9号煤底板有效隔水层平均厚度为58.59m，在小断层和裂隙发育的区域，可能会形成充水通道。
3 结语
结合矿区水文地质工作成果，分析了矿区地质特征及水文地质特征，分析结果对于该矿煤层开采工作面布置及巷道安全掘进有一定的参考价值。
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